Gręžinio siurblio ir hidroforo parinkimas
Įveskite gręžinio duomenis iš paso (Dinaminis vandens lygisVandens lygis gręžinyje, kai siurblys dirba ir semia vandenį; jis žemesnis už statinį (ramybės) lygį ir nurodomas gręžinio pase.Visi terminai žodynėlyje ir debitą), siurblio gylį, vamzdį iki namo, aukščiausio čiaupo aukštį ir kokio slėgio jame reikia, ir pažymėkite, kurie prietaisai gali veikti vienu metu. Parodysime, kokio debito Q ir slėgio aukščio H siurblio reikia, kiek slėgio suvalgo vamzdis ir jungtys, kokio dydžio HidroforasDar vadinama: membraninis slėgio bakasBakas su gumine membrana ir oro pagalve, kuris palaiko slėgį vandentiekyje ir neleidžia siurbliui įsijungti dėl kiekvieno atsukto čiaupo.Visi terminai žodynėlyje ir kokių slėgio relės nustatymų reikia, ar siurblys pakankamai panardintas ir ar neviršys gręžinio debito.
- Debitas Q
- 1,8 m³/h30 l/min, 0,5 l/s
- Slėgio aukštis H
- 42,3 mišjungimui – 56,7 m
- Hidroforas
- 80 lapskaičiuota 67 l; relė 1,5–2,9 bar, oras 1,35 bar
Rinkitės siurblį, kurio kreivė eina per tašką 1,8 m³/h ir 42,3 m arba virš jo, ir kuris dar pasiekia 56,7 m – kitaip slėgio relė jo neišjungs (Grundfos SQ instrukcija). Slėgio relę nustatykite 1,5 bar įjungti ir 2,9 bar išjungti, hidroforo oro slėgį – 1,35 bar, kai bakas tuščias.
Skaičiavimo eiga
- Debitas: virtuvės kriauklė 1 × 0,2 l/s + dušas 1 × 0,2 l/s + WC bakelis 1 × 0,1 l/s = 0,5 l/s = 1,8 m³/h.
- Vamzdis: vidinis 28 mm, ilgis 35 m + 20 m = 55 m; greitis v = 0,81 m/s, Re = 17 403, λ = 0,0276 (Swamee–Jain, k = 0,01 mm, 10 °C).
- Trintis: λ × L / D × v² / 2g = 0,0276 × 55 / 0,028 × 0,034 = 1,82 m; jungtys Σζ 8,6 × 0,034 = 0,29 m.
- A = dinaminis lygis 25 m + 2,11 m = 27,11 m; Pmin = 5 m + 0 m + 1 × 10,2 = 15,2 m.
- H = A + Pmin = 42,31 m; išjungimui A + 2,9 × 10,2 = 56,69 m.
- Hidroforas (Grundfos GT): 1000 × 1,8 × (1,5 + 1) × (2,9 + 1) / (4 × 20 × (1,35 + 1) × 1,4) = 66,7 l → 80 l; per ciklą atiduoda apie 27 l.
- Panardinimas po dinaminiu lygiu 10 m, iki dugno 15 m; slėgis vamzdyje prie siurblio išjungimo momentu ≈ 6,33 bar (vamzdis PN 10).
Siurblio modelį rinkitės pagal gamintojo Q–H kreivę; panardinimą, atstumą iki dugno, leistinus paleidimus ir aušinimą tikrinkite savo siurblio instrukcijoje (šaltiniai – puslapio apačioje).
Kaip skaičiuojama
- Debitas Q – ėmimo debitų suma prietaisams, kurie gali veikti vienu metu, pagal LST EN 806-3 2 lentelę (1 apkrovos vienetas = 0,1 l/s); arba savas debitas.
- Slėgio aukštis pagal Grundfos SQ instrukcijos schemą: H = A + Pmin. A – nuo dinaminio vandens lygio iki hidroforo: lygis + trintis vamzdyje + jungtys. Pmin – aukščiausio čiaupo aukštis + kiti nuostoliai name + slėgis prie čiaupo × 10,2.
- Trintis – Darcy–Weisbach lygtimi: h = Lambda (λ)Bendrinis terminas – šilumos laidumo koeficientasMedžiagos šilumos laidumas, W/(m·K): kuo mažesnis skaičius, tuo geriau medžiaga sulaiko šilumą (vatos – apie 0,035).Visi terminai žodynėlyje × L / D × v² / 2g, kur L – siurblio gylis ir vamzdis iki hidroforo, D – PE vamzdžio vidinis skersmuo (išorinis − 2 × sienelė, Uponor ir JANSEN lapai), λ – Swamee–Jain formule su šiurkštumu 0,01 mm (Wavin; tą pačią vertę ir 10 °C vandenį naudoja Grundfos SQ lentelė). Jungtys – Σζ × v² / 2g (Engineering ToolBox ζ vertės).
- Slėgio relė: įjungimas – ne mažesnis už Pmin (bar, suapvalinta į viršų 0,1), išjungimas – įjungimas + skirtumas. Siurblys turi pasiekti A + išjungimo slėgis × 10,2, kitaip jis neišsijungs (Grundfos SQ).
- Hidroforo tūris – Grundfos GT knygelės formule V = 1000 × Q × (p1 + 1) × (p2 + 1) / (4 × N × (p0 + 1) × (p2 − p1)), oro slėgis p0 = 0,9 × p1, N – leistini paleidimai per valandą (Pedrollo 4SR – 20). Parenkamas artimiausias didesnis Grundfos GT eilės bakas.
- Patikros: siurblys po dinaminiu lygiu (Grundfos SQ) ir ne arčiau kaip 0,5–1 m nuo dugno (Pedrollo), debitas neviršija gręžinio debito, greitis vamzdyje ≤ 2 m/s (STR 2.07.01), slėgis vamzdyje prie siurblio ≤ vamzdžio PN.
Pavyzdžiai
Įprastas namas: dušas (0,2 l/s), virtuvės kriauklė (0,2 l/s) ir WC (0,1 l/s) vienu metu – Q = 0,5 l/s = 1,8 m³/h. Dinaminis lygis 25 m, siurblys 35 m gylyje, 20 m PE 32 × 2,0 vamzdžio (vidinis 28 mm) – L = 55 m. Greitis v = 0,81 m/s, Re = 17 403, λ = 0,0276; trintis 0,0276 × 55 / 0,028 × 0,0336 = 1,82 m, jungtys (3 alkūnės, trišakis, 2 ventiliai, atbulinis vožtuvas, Σζ = 8,6) – 0,29 m. H = 25 + 5 + 1 × 10,2 + 2,11 = 42,3 m. Relė 1,5–2,9 bar, oras 1,35 bar; išjungimui siurblys turi pasiekti 56,7 m. Hidroforas: 1000 × 1,8 × 2,5 × 3,9 / (4 × 20 × 2,35 × 1,4) = 66,7 l → 80 l.
Gilus gręžinys: dinaminis lygis 48 m, siurblys 60 m, 2 aukštų namas 35 m nuo gręžinio, vonia, dušas, kriauklė, WC ir lauko čiaupas vienu metu, PE 40 × 2,4. Q = 5,04 m³/h (84 l/min), trintis ir jungtys 7,4 m, H = 48 + 7 + 1,5 × 10,2 + 7,4 = 77,7 m; relė 2,2–3,6 bar, hidroforas 222 l → 240 l. Prie siurblio išjungimo momentu vamzdyje apie 9,5 bar – PN 10 vamzdis dar tinka.
Skaičiuoklė parodo, kokio siurblio reikia, bet konkretaus modelio nesiūlo – jį renkitės pagal gamintojo Q–H kreivę. Gręžinio duomenis imkite iš paso; jei jo nėra, dinaminį lygį ir debitą gali išmatuoti gręžinių įrengėjai bandomuoju siurbimu.
Vamzdžių skersmenims name – vandentiekio skaičiuoklė; generatoriui, kuris paleistų siurblį dingus elektrai, – generatoriaus galios skaičiuoklė.
Dažni klausimai
Kokio siurblio reikia gręžiniui?
Siurblį renkasi pagal du skaičius – debitą Q ir slėgio aukštį H. Pavyzdžiui, kai vienu metu gali veikti dušas, virtuvės kriauklė ir WC, reikia 1,8 m³/h (30 l/min). Jei dinaminis lygis 25 m, siurblys 35 m gylyje, iki namo 20 m PE 32 vamzdžio, aukščiausias čiaupas 5 m aukščiau ir jame reikia 1 bar, H = 25 + 5 + 10,2 + trintis 2,1 m = 42,3 m. Siurblio Q–H kreivė turi eiti per šį tašką ar virš jo.
Kiek slėgio aukščio prideda 1 bar?
Vienas baras – apie 10,2 m vandens stulpelio (Grundfos SQ knygelėje H = slėgis × 10,2 + aukščių skirtumas + nuostoliai). Todėl norint 2 bar aukščiausiame čiaupe, prie slėgio aukščio pridedama 20,4 m. Lygis matuojamas nuo dinaminio vandens lygio, ne nuo siurblio: tai, kas po vandeniu, siurblys kelti neturi.
Kas yra dinaminis vandens lygis?
Tai vandens lygis gręžinyje, kai siurbiama. Kol siurblys stovi, vanduo pakyla iki statinio lygio, o siurbiant nusileidžia – kiek, priklauso nuo debito. Abu lygiai ir gręžinio debitas įrašomi gręžinio pase. Siurblys turi būti po dinaminiu lygiu: Grundfos SQ instrukcijoje vertikaliai įrengtas siurblys turi būti visada visiškai panardintas, horizontaliai – bent 0,5 m po dinaminiu lygiu.
Kokio dydžio hidroforo reikia?
Tokio, kad siurblys nesijungtų dažniau, nei leidžia jo variklis. Grundfos GT bakų knygelės formulė: V = 1000 × Q × (p1 + 1) × (p2 + 1) / (4 × N × (p0 + 1) × (p2 − p1)). Esant 1,8 m³/h, relei 1,5–2,9 bar ir 20 paleidimų per valandą (Pedrollo 4SR riba) išeina 67 l, t. y. 80 l bakas. Jei siurblio variklis leidžia 100 paleidimų (Grundfos MS 402), užtektų 13 l, bet dažnai besijungiantis siurblys greičiau dėvisi.
Kokį oro slėgį nustatyti hidrofore?
Grundfos bako parinkimo diagrama ir SQ instrukcijos lentelė sudarytos su oro slėgiu 0,9 × įjungimo slėgio (pvz. relei 2,0 bar – 1,8 bar). Kiti gamintojai dažnai nurodo apie 0,2 bar mažiau už įjungimo slėgį. Oro slėgis matuojamas tuščiame bake – išleidus vandenį, kai siurblys išjungtas.
Kokio skersmens vamzdį tiesti nuo gręžinio?
Kuo siauresnis vamzdis, tuo daugiau slėgio suvalgo trintis. Tam pačiam namui su PE 25 (vidinis 20,4 mm) trintis būtų 9,4 m vietoj 2,1 m su PE 32, o vandens greitis – 1,5 m/s. Pagal STR 2.07.01 įvaduose vandens greitis neturėtų viršyti 2 m/s. Giliems gręžiniams tikrinkite ir vamzdžio slėgio klasę: SDR 17 – PN 10, SDR 11 – PN 16.
Ar siurblys gali būti galingesnis už gręžinį?
Neturėtų. Jei siurblys išsiurbia daugiau, nei gręžinys duoda, vandens lygis krenta žemiau dinaminio ir siurblys gali pradėti siurbti sausai. Todėl reikiamas debitas lyginamas su gręžinio debitu iš paso; trumpą didesnį poreikį padengia hidroforas.
Kiek vandens reikia namui?
Pagal prietaisus, kurie gali veikti vienu metu. LST EN 806-3 2 lentelėje praustuvas ir WC bakelis – 0,1 l/s, virtuvės kriauklė, dušas, indaplovė ir skalbyklė – 0,2 l/s, vonia – 0,4 l/s, lauko čiaupas – 0,5 l/s. Grundfos LT brošiūroje orientacinis debitas 1–5 čiaupams – 1–2 m³/h, 11–20 čiaupų – 4–5 m³/h, o SQ knygelėje buitiniam vandens tiekimui – 2–4 m³/h.
Šaltiniai
- gamintojas Grundfos SQ, SQE įrengimo ir naudojimo instrukcija (LT), 96160909 11.2024 – 6 psl. 3.1 „Įrengimo gyliai“: didžiausias įrengimo gylis – 150 m žemiau statinio vandens lygio; įrengiant vertikaliai siurblys paleidimo ir darbo metu visą laiką turi būti visiškai panardintas, horizontaliai – ne mažiau kaip 0,5 m žemiau dinaminio vandens lygio; dinaminis vandens lygis turi būti virš siurblio; gręžinio skersmuo ≥ 76 mm. 8 psl. 3.6 „Diafragminio bako parinkimas…“: A – slėgio aukštis + slėgio kritimas nuo dinaminio vandens lygio iki diafragminio bako; B – slėgio aukštis + slėgio kritimas nuo bako iki aukščiausio čiaupo; C – minimalus slėgis aukščiausiame čiaupe; Pmin = B + C, Qmaks – debitas esant Pmin; pasirinktas siurblys turi galėti užtikrinti slėgį, didesnį nei Psustabdymo + A. 9 psl. 3.7 lentelė: pvz. Pmin 35 m, Qmaks 2,5 m³/h → bakas ≥ 33 l, Ppra 31,5 m (0,9 × Pmin), Ppaleidimo 36 m, Psustabdymo 50 m (14 m daugiau už paleidimo); 1 m slėgio aukščio = 0,098 bar
- gamintojas Grundfos SQ, SQE panardinamų siurblių duomenų knygelė (FR, platintojo Motralec kopija) – 19 psl. „Sélection de la pompe“: H [m] = ptap × 10,2 + Hgéo + Hf (ptap – slėgis prie vartotojo, bar; Hgéo – aukščių skirtumas nuo žemiausio vandens lygio iki vartotojo; Hf – nuostoliai vamzdyje); buitiniam vandens tiekimui paprastai 2–4 m³/h; plastikinių PE vamzdžių nuostolių lentelė sudaryta su šiurkštumu K = 0,01 mm ir 10 °C vandeniu: pvz. 1,8 m³/h – PE 32 (vid. 26,2 mm) 0,93 m/s ir 4,6 m/100 m, PE 25 (vid. 20,4 mm) 13 m/100 m; 2,4 m³/h – PE 25 22 m/100 m; plieniniams vamzdžiams alkūnė ar ventilis prilygsta 1,0–1,3 m, trišakis ar atbulinis vožtuvas – 4–5 m tiesaus vamzdžio
- gamintojas Grundfos GT pressure tanks, Data booklet 96552805 (02.2026) (EN) – 7 psl. „Selection of cold water tank“: V0 = 1000 × Qs × (p1 + 1) × (p2 + 1) / (4 × N × (p0 + 1) × (p2 − p1)), V0 – bako tūris l, Qs – vidutinis debitas m³/h, p1 – įjungimo, p2 – išjungimo, p0 – bako išankstinis (oro) slėgis, bar, N – didžiausias paleidimų ir sustojimų skaičius per valandą; parinkimo diagrama iki 450 l sudaryta su slėgių skirtumu 1 bar, 20 paleidimų per valandą ir išankstinio slėgio konstanta 0,9 (p0 = 0,9 × p1); diagramos bakų eilė: 8, 12, 18, 24, 33, 60, 80, 100, 130, 170, 240, 300, 450 l
- gamintojas Pedrollo 4SR – 4" panardinami siurbliai, 50 Hz duomenų lapas (EN) – 1 psl.: „Starts per hour: 20 at regular intervals“ (iki 20 paleidimų per valandą tolygiais tarpais), mažiausias variklio aušinimo srautas 8 cm/s, skysčio temperatūra iki +40 °C, gręžinys ne siauresnis kaip 4" (100 mm). 10 psl. „Examples of installation“: siurblys nuleidžiamas tiek, kad liktų visiškai panardintas ir vandens lygiui darbo metu krintant, ir būtų ne mažiau kaip 50 cm ar 1 m nuo gręžinio dugno; atbulinis vožtuvas, sklendė, manometras, slėginis bakas (autoklavas) ir slėgio relė
- gamintojas Grundfos Submersible motor guide MS/MMS, 60 Hz (L-GWG-SL-01) (EN) – 6 psl. 1 lentelė „Number of motor starts“: MS 402 (4", 1/2–2 AG) ir MS 4000 (2–10 AG) – ne daugiau kaip 100 paleidimų per valandą ir 300 per parą, MS 6000C – 30 per valandą; bent 1 paleidimas per metus; dažni paleidimai kaitina apvijas ir trumpina variklio tarnavimo laiką
- gamintojas Uponor Infra, PE100 pressure pipes – Technical factsheet (09/2020) (EN) – 1 psl. lentelė „Wall thickness PE100“: išorinis skersmuo 32 mm – sienelė 2,0 mm (SDR 17, PN 10) ir 3,0 mm (SDR 11, PN 16); 40 mm – 2,4 ir 3,7 mm; standartai EN 12201, EN 1555
- gamintojas JANSEN connect, slėginis vamzdis PE 100-RC 25 × 2,3 mm, PN 16, SDR 11 – gamintojo parduotuvės kortelė (EN) – išorinis skersmuo 25 mm, sienelė 2,3 mm, SDR 11, PN 16. 25 mm SDR 17 vamzdžio matmenų patikrintame gamintojo lape neradome, todėl jo sąraše nėra
- gamintojas Wavin, PE100 RC Pipe BK/BR 110 PN10 SDR17 – produkto duomenys (EN) – „Wall roughness: 0.01 mm“ – PE vamzdžio sienelės šiurkštumas k = 0,01 mm (Engineering ToolBox lentelėje PE ir PVC – 0,0015–0,007 mm; mažuose vamzdžiuose skirtumas trinties nuostoliams vos kelių procentų)
- praktika antrinis Engineering ToolBox, „Water – Dynamic (Absolute) and Kinematic Viscosity vs. Temperature and Pressure“ (EN) – lentelė °C: 10 °C – kinematinė klampa 1,3065 × 10⁻⁶ m²/s (20 °C – 1,0035); skaičiuoklė ima 10 °C – šalto požeminio vandens; šaltesnio vandens trintis šiek tiek didesnė
- praktika antrinis Engineering ToolBox, „Pipe and Tube System Components – Minor (Dynamic) Loss Coefficients“ (EN) – lentelė ξ: alkūnė 90° sriegiama įprasta – 1,5; trišakis sriegiamas, tekėjimas į atšaką – 2,0, tiesiai – 0,9; rutulinis ventilis visiškai atidarytas – 0,05; atbulinis (sklendinis) vožtuvas – 2; sklendė visiškai atidaryta – 0,15; vietinis nuostolis Δp = ξ·ρ·v²/2
- praktika antrinis P. K. Swamee, A. K. Jain, „Explicit equations for pipe-flow problems“, Journal of the Hydraulics Division (ASCE) 102(5), 1976, p. 657–664 (EN) – išreikštinė Colebrook lygties aproksimacija trinties koeficientui: λ = 0,25 / [lg(k / (3,7·D) + 5,74 / Re^0,9)]², taikoma 5 000 ≤ Re ≤ 10⁸ ir 10⁻⁶ ≤ k/D ≤ 10⁻²; laminariniam tekėjimui (Re < 2 300) λ = 64 / Re
- gamintojas Grundfos, „Vandens slėgio kėlimas – greitas parinkimas“ (LT brošiūra) – 2 psl. JP savisiurbių siurblių lentelė: 1–5 čiaupai – 1–2 m³/h, 11–20 čiaupų – 4–5 m³/h (orientacinis debitas pagal čiaupų skaičių)
- geometrija Darcy–Weisbach lygtis ir slėgio perskaičiavimas – trinties nuostoliai h = λ · L / D · v² / (2g), vietiniai h = Σζ · v² / (2g), v = Q / (π·D²/4), Re = v·D / ν, g = 9,81 m/s²; 1 bar = 10,2 m vandens stulpelio (ρ = 1 000 kg/m³)
- norma LST EN 806-3:2006 „Pastatų vidaus geriamojo vandens įrenginių techniniai reikalavimai. 3 dalis. Vamzdžių skersmenų nustatymas. Supaprastintas metodas“ – 2 lentelė – ėmimo debitas QA ir apkrovos vienetai: praustuvas, rankų praustuvas, bidė, WC bakelis – 0,1 l/s, 1 LU; buitinė virtuvės kriauklė, skalbyklė, indaplovė, kriauklė, dušo galva – 0,2 l/s, 2 LU; buitinė vonia – 0,4 l/s, 4 LU; čiaupai (sodo, garažo) – 0,5 l/s, 5 LU; 1 LU = 0,1 l/s
- norma STR 2.07.01:2003 „Vandentiekis ir nuotekų šalintuvas. Pastato inžinerinės sistemos. Lauko inžineriniai tinklai“ – 125.2 p. – vandens greitis turi neviršyti 2 m/s įvaduose, magistralėse ir stovuose, 4 m/s – jungiamuosiuose vamzdžiuose; sąvoka „laisvasis slėgis“ – mažiausias slėgis nepatogiausiame taške, būtinas ėmimo čiaupui ar vandens imtuvui veikti